Title

ANÁLISE DOS EFEITOS DO TEMPO E TEMPERATURA DE REVENIMENTO NA MICROESTRUTURA E DUREZA DO AÇO AISI 5160

ANALYSIS OF THE EFFECTS OF TEMPERING TIME AND TEMPERATURE ON THE MICROSTRUCTURE AND HARDNESS OF AISI 5160 STEEL

Authorship

SILVA, DEBORAH STOCKL MARTINS DA; GALDINO, ANDRÉ GUSTAVO DE SOUSA; JUNIOR, CLAUDIO PATROCINIO; SOUZA, ANNA GIULLYA WENCESLAU DO N.C.D.; FELIPE DE OLIVEIRA SILVA NICOLI

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JUNIOR, CLAUDIO PATROCINIO

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FELIPE DE OLIVEIRA SILVA NICOLI

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DOI

10.5151/2594-4711-42750

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Abstract

O presente trabalho investigou a influência das temperaturas de austenitização (820°C, 830°C, 840°C), temperaturas de revenimento (300°C, 400°C, 500°C) e tempos de revenimento (10, 15, 20 min) nas propriedades de dureza e microestrutura do aço AISI 5160, uma liga ideal na fabricação de molas automotivas. A metodologia envolveu o tratamento térmico de 27 amostras, com têmpera em óleo e posterior revenimento, seguido de ensaios de microdureza Vickers e análise micrográfica por microscopia óptica. Os resultados mostraram que a dureza geralmente diminui com o aumento da temperatura e do tempo de revenimento, devido ao relaxamento da martensita e à formação de carbonetos. No entanto, essa relação não é linear. A correlação de Pearson entre temperatura de revenimento e dureza foi forte e negativa globalmente (-0,771), mas variou conforme a temperatura de têmpera. A correlação para o tempo de revenimento foi muito fraca e não significativa globalmente (-0,089), embora tenha sido forte e significativa a 400°C (-0,718). Micrografias em microscopia óptica revelaram que alta dureza está associada a martensita acicular fina, enquanto baixa dureza evidencia sua decomposição e a coalescência de carbonetos. Conclui-se que o revenimento é de suma importância para modular as propriedades do AISI 5160. Recomenda-se uma investigação microestrutural mais aprofundada, utilizando técnicas avançadas como MEV e DRX, para uma melhor compreensão dos mecanismos de transformação envolvidos.

THE PRESENT STUDY INVESTIGATED THE INFLUENCE OF AUSTENITIZING TEMPERATURES (820°C, 830°C, 840°C), TEMPERING TEMPERATURES (300°C, 400°C, 500°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°C (-0.718). OPTICAL MICROGRAPHS REVEALED THAT HIGH HARDNESS WAS ASSOCIATED WITH FINE ACICULAR MARTENSITE, WHILE LOW HARDNESS INDICATED ITS DECOMPOSITION AND CARBIDE COALESCENCE. IT IS CONCLUDED THAT TEMPERING PLAYS A KEY ROLE IN TAILORING THE PROPERTIES OF AISI 5160 STEEL. FURTHER MICROSTRUCTURAL INVESTIGATION USING ADVANCED TECHNIQUES SUCH AS SEM AND XRD IS RECOMMENDED TO BETTER UNDERSTAND THE UNDERLYING TRANSFORMATION MECHANISMS.

Keywords

Aço AISI 5160, Têmpera e revenimento, Dureza, Microestrutura